低温、常温、高温、超高温それぞれについて温度測定について温度センサーの観点からみてどうすればいいのか教えてください。また、温度計の変化について、昔の原始的なものから、現在の新しいものまでどう変わってきたのかその変化の歴史についてもお願いします。

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A 回答 (8件)

これはネットでどうにかなるものじゃないです。


http://www.coronasha.co.jp/np/detail.do?goods_id …
を読んで勉強されるのがまず第一歩でしょう。
そんなものをココでキチンと答えられる人は
完全体の生字引です。
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 難しい質問だと思います。

普通、常温と言えば人間が生活できる温度と受け取ります。低温はそれより低い温度、高温はそれより高い温度となり、超高温はプラズマは核融合の範囲まで示します。勝手な意見ですが、私の経験上では
以下の区分としています。回答になるか分かりませんが、
足りなければ、温度範囲で再度投稿して頂けますと、的確なアドバイスが出来ます。
 低温~常温:アルコール温度計で十分です。
 常温~高温:アルコール温度計(105℃まで)、水銀 温度計(~200℃まで)、熱伝対:Kタイプ(115 0℃まで)、Rタイプ(1500℃まで)。
 高温~超高温:放射温度計(700℃~2400℃)
 それ以上の温度:その道のプロのでしょう。太陽の表面
 温度や、太陽のコロナの温度、核融合の温度までありま す。
仕事で以前、山口県の「超高温材料研究所」に数回依頼し たことがあります。ここの設備では、~2500℃まで
 の温度の測定方法のプロがいます。
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rei00さんの提示されたページ(温度計の歴史)を見ました。


「光高温計」についてですが、赤外線の測定ではなく、赤熱体とフィラメントの色が同じになるように調整し、そのときのフィラメントに流れる電流値を、温度と対応付けるものだったと思います。(専門のページにクレーム付けるのもなんですが、ずっと昔に学研の百科事典で内部図入りで見たような記憶が...あいまいですみません)

[常温:高精度のセンサ]
変わった温度センサでは、水晶振動子をわざと温度で振動数が変わるように作っておくものがあります。波の数が温度に対応するので、デジタル温度計などに使われます。
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ANo.#2 の回答をした rei00 です。



sailor さんがお書きの「放射温度計」に関する説明も,先の回答の参考 URL の温度計の歴史の Next ペ-ジかその次ぐらいにありました。

興味があればそちらも御覧下さい。
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私が得意としているのは熱電対なんですけど、


高温とか超高温って何度くらいのことですか?
質問を切り分けて、具体的に質問してもらえると答えやすいです。
たとえば、1,000℃ではどようなセンサを使うといいかとか。
今のままだと、講義のレポートみたいなものを書かないと回答できません。
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センサー自体というわけではありませんが、超高温など直接センサーを当てることのできない物の温度を測る場合には、放射温度計を用います。

これは物体から放射される赤外線の波長を測ることで温度を求めるもので、ある特定の温度を持った物からは特定の波長の赤外線が放射されることを利用したものです。この方法では論理的には極低温から超高温まで測定可能です。

温度計の歴史などについては詳しくないので他の方からの投稿にお任せします。
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「温度計の歴史」に関してのペ-ジを見付けましたので,参考にしてみてください。



「佐藤計量器製作所」のペ-ジ(参考 URL)の「温度の不思議」を見て下さい。最初は「温度ってなんだろう」ですが,「Next」で次のペ-ジに移ると「温度計の世界を見てみよう。」と題して「温度計の歴史について」書かれています。

参考URL:http://www.sksato.co.jp/
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>どうすればいいのか


とは、選定基準は何かということでお話しますが。
温度計・温度調整機用センサーとしてはPt(測温抵抗体)もしくはCA(熱電対)でしょう。
低温=Pt 超高温=CA 中間はどちらでも対応できる、と思います。

温度計の歴史は申し訳ないですがあまり解りません。
ひょっとして温度計のことが知りたいのかな?
私が書いたのは工業用のセンサー部に関してですので、的外れの場合はごめんなさい。
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温度センサや湿度センサの原理ってどうなっているの?
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マイコンボードに温度センサをつかって温度を測るということをしたのですが
あの小さい体でどうして温度を測れるのか不思議でたまりません。
一応ググって調べたのですがいまいちぱっとしない説明しか調べられませんでした。
どなたかわかりやすい解説をお願いできないでしょうか。
ちなみにその時の温度センサは ”LM35” というものです。

Aベストアンサー

まず、金属の抵抗は温度に関係します。
一般的に温度が高くなるほど抵抗値が高くなります。

身近な例では電球のフィラメントが顕著でしょう。
懐中電灯の明かりが電池の電位が低くても比較的明るいのは、
電流が流れなくなって発熱が低くなることで抵抗が下がるからです。

これは、原子の振動が温度上昇によって大きくなるため電子が通りにくくなるためと
考えてください(高校の物理の範囲)。
しかし、その抵抗の差は非常に小さいものです。逆にいえば、その性質さえうまく捉えれば
高精度の温度計になります。白金膜温度センサなどはこの原理です。

しかし、金属に不純物を混ぜたり性質の異なる半導体を接触させたりすると
その温度特性や抵抗成分は劇的に変わります。

金属に不純物を混ぜてその温度による抵抗特性を劇的に大きくしたのがサーミスタです。
しかしその抵抗値は、温度に対して対数関数を変形したような形になり、
今が何度かを読み取るのには不便です。
通常は、ある温度を境に動作を変えるような場合に使用されます。

LM35 はサーミスタではなく、ダイオード(サーマルダイオード)を用いています。
ダイオードはある電位差が起きると一定方向に電気を流す性質がありますが、
ある特定の環境と電源条件で、温度とその電位差が比例関係になります。
LM35は 1℃で10mV 電位が上がる比例関係になっていて、温度を簡単に電位から
読み取れます。内部回路は、ダイオードとある特定の電源環境を作りだす構成に
なっています。
最近のパソコン用のCPUやチップセットやマザーボードは温度を読み取れますが、
ほぼ全て、サーマルダイオード(実際はトランジスタの場合も多い)を用いて
います。

なお、LM35は National Semiconductor社にデータシートとアプリケーションノート
(内部回路の動作原理など)があります。難しいですが日本語ですので、読んでみても
いいかと思います。
http://www.national.com/mpf/LM/LM35.html#Documents

熱電対は、ある異なる金属を接触させることで熱による起電力の差が電位となって
生じ、その電位差を読み取ることで熱(温度)を測定します。
http://ja.wikipedia.org/wiki/%E7%86%B1%E9%9B%BB%E5%AF%BE

湿度センサーは、あまり詳しくありませんが、空気は湿度によって誘電率が
変わるで電極間の静電容量を測ることで湿度がわかるものがあります。
他の原理を応用して湿度を測定するものもあります。
一般的に、温度も同時に図り補正が必要なことが多いです。

LM35はモノリシックで設計されているのでサーミスタを使用してはいないし、
サーミスタを半導体と言い切るのは違和感を覚えるし、原理を聞いているのに
性質しか回答していないのしかないのは、ちょっとひどすぎると思います。

参考URL:http://www.national.com/mpf/LM/LM35.html#Documents

まず、金属の抵抗は温度に関係します。
一般的に温度が高くなるほど抵抗値が高くなります。

身近な例では電球のフィラメントが顕著でしょう。
懐中電灯の明かりが電池の電位が低くても比較的明るいのは、
電流が流れなくなって発熱が低くなることで抵抗が下がるからです。

これは、原子の振動が温度上昇によって大きくなるため電子が通りにくくなるためと
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ジャイロセンサーは、方向の変化を計測するセンサーです。機械式ジャイロ、ガスレートジャイロ、光ファイバージャイロ、振動ジャイロなどがあります。用途は様々で、飛行機の慣性航法、潜水艦の航法、カメラの手振れ補正、カーナビ、ラジコンヘリコプター、ロボットの姿勢制御など、求められる精度、特性がかなり異なりますが、幅広く使われています。

機械式、ガスレート、光ファイバは大変高価ですが、振動ジャイロになると比較的安価(部品単体で¥12,000~3,000)くらいで秋葉原に行けば手に入ります。しかし、振動ジャイロは角加速度(回転する速さの変化する割合)を計測するセンサーで、姿勢を求めようとすると2階積分を行うことになるため、誤差の累積が無視できません。また、振動ジャイロの原理上温度変化による基準電位のドリフトがあり、使い方には一工夫が必要になります。

地磁気センサは磁界の向きを計測するセンサです。私が使ったことがあるタイプは、出力が3ビット(000~111)になっていて、8方向で出力されるタイプのものですが、(当たり前のことですが)スピーカーの近くや鉄筋の近くでは磁界が乱れるのか、センサの向きを変えていないのに出力が変化することがありました。

加速度センサーは、その名の通り加速度(速度が変化する割合)を計測するデバイスです。1軸、2軸、3軸のデバイスがあります。2軸のデバイスが手元にはあるのですがつかったことがないので説明は他の人にお任せします。

ジャイロセンサーは、方向の変化を計測するセンサーです。機械式ジャイロ、ガスレートジャイロ、光ファイバージャイロ、振動ジャイロなどがあります。用途は様々で、飛行機の慣性航法、潜水艦の航法、カメラの手振れ補正、カーナビ、ラジコンヘリコプター、ロボットの姿勢制御など、求められる精度、特性がかなり異なりますが、幅広く使われています。

機械式、ガスレート、光ファイバは大変高価ですが、振動ジャイロになると比較的安価(部品単体で¥12,000~3,000)くらいで秋葉原に行けば手に入...続きを読む

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Aベストアンサー

いっぱいありますけど、こんなものでよいのですかね?↓

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Qニオイセンサー・臭いセンサー・臭気センサーの動作原理

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http://odorsensor.com/puroducts/genri.html

すると,さらに疑問が出てきました.

>>ヒーターを約400℃まで温め、ニオイ分子の吸着・脱着を活性化させ、
周囲の温度変化や湿度への影響を軽減しています。

とありますが,自分からしたら400℃って結構な高温なんですが,
一般の火災報知機などのニオイセンサーも,
同じような動作原理なんですか?


400℃だと,何か危ない感じがします.

Aベストアンサー

検出方式は「接触燃焼式」ですね
臭いの気体はほとんどが可燃ガスなのでヒーターに電流を流して少しだけ温度を上げて置きそれに可燃ガスが触れると燃焼して高温になります
ヒーターの温度が上がると電気抵抗が変化するので電流の変化でガスを検出するのです
高温になるのはガスがあるときだけで監視するガスの量も燃焼限界以下
で温度が高くても熱量が少ないので危険はありません
ネオンサインの光っているガスは1万度以上あるのに熱量が少ないのでガラス管に触れても熱くないのと同じことです

Q温度センサと表示器で温度計作成

(1)
温度センサと表示器で安価に大型温度計を作成したいのですが、
どのような温度センサと表示器を用意すれば良いでしょうか?
上記2点で作成することができるのでしょうか?
(信号変換器的なものが必要?)

※表示はできれば赤文字が良いです。

できれば具体的な部品の選定まであると助かります。



(2)
大きな工場で意識付けの為に温度計を設置したいのですが、
上記のような温度計を付ける以外になにか良い方法はないでしょうか?



2つともかなり曖昧な質問ですが、何卒宜しくお願い致します。

Aベストアンサー

自分で作るのは大変ですよ。
出来あいのものを買ってきた方が良いでしょう。

http://akizukidenshi.com/catalog/g/gM-02928/
http://mothertool.ocnk.net/product/309
http://www.onshitudo.com/commodity/index.html
http://ec.midori-anzen.com/shop/g/g4068309160/

これ以外を調べるのでしたら、「大型 LED 温度計」で検索してください。

Q超高温と超低温

ふと疑問に思ったので質問したいのですが

超高温の炎と超低温ならどちらが勝のでしょうか

仮に炎かゼットンの兆クラスの温度

対するは《殆ど》絶対零度に違い低温だったら


敵が攻撃して自分が前方の空間を絶対零度近くまで下げる

どうなるのでしょうか?

1・炎が消える
2・超低温の空間温度が上昇
3・その他


また本当の絶対零度だったら温度が兆でも京でも負けるのでしょうか?

Aベストアンサー

仮に1兆度の物体1グラムと、絶対零度の物体1グラム、同比熱容量とすれば、圧倒的に一兆度の方が脅威でしょう。
絶対零度はたかだか-273℃ですから、同量同比熱では、せいぜい293℃くらいの同量の物体の温度しか打ち消せません。
(エネルギー量を合わせると物体の温度は室温20℃になる。)

>敵が攻撃して自分が前方の空間を絶対零度近くまで下げる
>どうなるのでしょうか?
>1・炎が消える
>2・超低温の空間温度が上昇
>3・その他
(科学カテゴリだからSFだっていいだろう、ということで、こだわらずに回答するが)
超能力バトルものだと仮定しても、温度だけでは勝ち負けは決められません。
なぜなら、この場合は、温度(エネルギー量)よりも加熱/冷却速度(エネルギーを移動する速度)の方が問題だからです。
コンロに鍋を置いて、火にかけると、鍋が温まるのはなぜか。冷めるよりも温める力の方が早いからです。
これがロウソクの火だったらどうでしょう?
鍋の大きさによっては温めるより早く冷めてしまいそうですよね?
問題にするべきはそういうところです。

なので、どうなるかは「加熱速度/冷却速度による」としか答えられません。科学的には。

仮に1兆度の物体1グラムと、絶対零度の物体1グラム、同比熱容量とすれば、圧倒的に一兆度の方が脅威でしょう。
絶対零度はたかだか-273℃ですから、同量同比熱では、せいぜい293℃くらいの同量の物体の温度しか打ち消せません。
(エネルギー量を合わせると物体の温度は室温20℃になる。)

>敵が攻撃して自分が前方の空間を絶対零度近くまで下げる
>どうなるのでしょうか?
>1・炎が消える
>2・超低温の空間温度が上昇
>3・その他
(科学カテゴリだからSFだっていいだろう、ということで、こだわらず...続きを読む


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